工程光学望远镜报告..doc

《工程光学》讨论课 报 告 讨论主题：典型显微镜的结构设计与性能分析 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 陈 颖 成 绩： 典型显微镜的结构设计与性能分析 摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。光学显微镜的使用范围非常的广泛，发展至今，也衍生出了非常多的类型，本文结合光学显微镜的结构组成，仔细探讨了光学显微镜的性能参数以及结构设计，从像差等多方面进行了光学显微镜的性能分析。 关键词：数值孔径 分辨率 景深 工作距离 像差 0 引言 1 工作原理 显微镜的工作原理图 2 组成及结构图 显微镜结构图 3 数学模型 公式描述：公式中x(t)和h(t)函数是卷积的变量，p是积分变量，t是使函数h(-p)位移的量，星号*表示卷积。 光学显微镜呈像的数学模型图 4 影响成像因素 影响显微镜的关键因素——像差 1.色差 色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成，各种光的波长不同 ，所以在通过透镜时的折射率也不同，这样物方一个点，在像方则可能形成一个色斑。 色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置观察，都带有色斑或晕环，使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。 球差 球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是，一个点成像后，不在是个亮点，而是一个中间亮、边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。 球差的矫正常利用透镜组合来消除，由于凸、凹透镜的球差是相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜，物镜的球差没有完全矫正，应与相应的补偿目镜配合，才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。 慧差 慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成像时，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，则一光点的像便会得到一逗点状，型如慧星，故称“慧差”。 像散 像散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时，边缘上的物点离光轴远，光束倾斜大，经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线，在理想像平面上综合后，形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。 5 结论 在此次项目中我们小组完成了典型显微镜的结构设计与性能分析，目的是观察近距离的微小物体，这就要求光学系统具有较高的视觉放大率，必须采用复杂的光学系统。因此我们在影响光学系统的参数设计及其影响成像因素方面做了深入研究，但是只提出了光学系统成像受色散等因素的影响，而没有更好的提供避免和消除的办法。所以下一步工作应当主要放在消除各种干扰因素对光学系统的成像方面。通过此次三级项目的研究学习，让我们对典型的光学系统有了更深入的学习和了解。通过自己动手设计分析，并从中发现问题、解决问题，增强了我们实际应用这门学科的能力和分析处理问题的能力。另一方面，也增强了我们的团队协作能力，让我们通过结组讨论、共同解决问题的形式，互补学习、共同进步。 参考文献